西門子SIEMENS專業(yè)銷售S7-200模塊CPU221中央處理單元      西門子SIEMENS專業(yè)銷售S7-200模塊CPU221中央處理單元

潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司 上海詩(shī)慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
本公司銷售西門子自動(dòng)化產(chǎn)品,，*,，質(zhì)量保證,，價(jià)格優(yōu)勢(shì)
西門子PLC,西門子觸摸屏,，西門子數(shù)控系統(tǒng),，西門子軟啟動(dòng),，西門子以太網(wǎng)
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Overview

• 智能化小型解決方案
• 本機(jī)帶10個(gè)輸入/輸出點(diǎn)
• 不能擴(kuò)展

Design

CPU 221 安裝有：

• 集成式 24 V 編碼器/負(fù)載電源:
  用于直接連接傳感器和編碼器,。 用 180 mA 時(shí),，它也可用作負(fù)載電源,。
• 2種型號(hào)：
  帶多種電源和控制電壓
• 內(nèi)置數(shù)字量輸入/輸出：
  6個(gè)輸入和 4 個(gè)輸出。
• 1 個(gè)通訊接口:
  可選
  • 作為 PPI接口,，用于編程功能,、HMI 功能（TD 200、OP）,，S7-200 內(nèi)部 CPU / CPU 通信（9.6/19.2/187.5 kbps）,，或作為 MPI從站，用于和 MPI 主站（S7-300 / -400,、OP,、TD、按鈕板）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,。
  • 用戶可編程接口（FreePort）,，帶中斷能力，用于和非西門子設(shè)備進(jìn)行串行數(shù)據(jù)交換,，例如在 ASCII 協(xié)議下,、波特率為 1.2/2.4/4.8/9.6/19.2/38.4/57.6/115.2 Kbit/s時(shí)，可將 PC / PPI 電纜用作為 RS 232/ RS 485 適配器,。
• 中斷輸入：
  對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿或下降沿作出*速響應(yīng)
• 高速計(jì)數(shù)器：
  4 個(gè)高速計(jì)數(shù)器(30 kHz), 可通過(guò)參數(shù)設(shè)置使能和復(fù)位輸入,，具有2個(gè)單獨(dú)的輸入端，可同時(shí)用作增/減計(jì)數(shù)器,；或者可以連接2個(gè)具有90°相差的增量編碼器,。
• 仿真器（可選）：
  用于集成輸入的仿真和用戶程序的檢驗(yàn)。
• 模擬電位計(jì):
  1 個(gè)模擬電位計(jì),，可在日常工作中用作一個(gè)設(shè)定值計(jì)數(shù)器,，例如設(shè)定時(shí)間。
• 脈沖輸出：
  2 個(gè)高頻脈沖輸出 ( 20 kHz),；
  可用于定位任務(wù),，驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。
• 實(shí)時(shí)時(shí)鐘（可作為可選模塊連接）:
  例如用于給報(bào)文加時(shí)間標(biāo)記,、紀(jì)錄機(jī)器運(yùn)行時(shí)間或用于基于時(shí)間的過(guò)程控制,。
• EEPROM 子模塊(選件):
  用于保存完整的 STEP 7-Micro/WIN 用戶程序及其它文檔。
  用于支持?jǐn)?shù)據(jù)記錄功能和配方管理,。
  允許快速修改程序(即使沒(méi)有編程器)和其它程序歸檔,。
• 通過(guò)電池提供長(zhǎng)時(shí)間后備：
  可將存儲(chǔ)時(shí)間提高到200天。無(wú)電池模塊時(shí),，用戶數(shù)據(jù)（如存儲(chǔ)器位狀態(tài),、數(shù)據(jù)塊、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器）通過(guò)內(nèi)部的超級(jí)電容進(jìn)行保護(hù),大約 5 天?？梢员４嬗脩舫绦?免維護(hù)),。電池模塊插入存儲(chǔ)器子模塊插槽中。

• 適合拖曳的堅(jiān)固混合電纜,，帶有兩條用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)你~導(dǎo)線和兩條用于 ET 200pro 的電源的銅導(dǎo)線
• SIENOPYR FR 船用電纜
  無(wú)鹵素,、抗踩壓、阻燃,、經(jīng)過(guò)船級(jí)社認(rèn)證的光纖電纜，可安裝在船甲板及船艙內(nèi),。按米銷售

• 與稱重變送器和稱重儀表不同,，SIWAREX系列稱重模塊可以直接接收稱重傳感器輸出的mV，并與西門子控制（包括S7 200/300/1200/ET200M/ ET200S）無(wú)縫集成,，具有擴(kuò)展靈活,、精度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),。SIWAREX系列稱重模塊其設(shè)計(jì)用于各種工業(yè),，具備很高的抗能力，但是為了保證模塊運(yùn)行可靠,，在安裝接線等方面必須要規(guī)范操作,。

   之一。自從公司成立以來(lái),，可性就一直是西門子公司的顯著特征,。在西門子，
   可性意味著長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)成功以及一個(gè)好的企業(yè)公民所應(yīng)具備的意識(shí)和 社會(huì)責(zé)任感,。
  2008財(cái)年（截止于9月30日）,，公司在 擁有大約461,000名 雇員，實(shí)現(xiàn)銷售額800.45億歐元,，

  .西門子PLC控制系統(tǒng)關(guān)于熱插拔功能的定義：

      1．帶電插拔模塊時(shí),，確保不造成模塊的硬件損壞；

      2．帶電插拔模塊時(shí),，CPU不停機(jī),，并產(chǎn)生報(bào)警；

      3．帶電插拔模塊時(shí),，該模塊I/O通道的數(shù)值保持不變,，而其他模塊的運(yùn)行不受影響；

      4．帶電插拔模塊時(shí),，CPU中觸發(fā)中斷組織塊或通過(guò)DP診斷程序塊,，得到模塊拔出或插入的事件信息，在用戶程序或中斷組織塊OB**中進(jìn)行相應(yīng)控制邏輯和I/O通道的處理；

      二.SIEMENS的PLC控制系統(tǒng)中：

      1.S7-200系列PLC不支持熱插拔功能,；

      2.S7-300CPU直接帶I/O模塊的方式不支持熱插拔,；

      3.S7-300作為PROFIBUSDP主站下掛DP從站ET200M、ET200S,、ET200iS,，支持熱插拔功能；（ET200M作從站時(shí)需要使用有源總線底板,，如下說(shuō)明）

      注：采用S7-300作為主站的軟冗余系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)熱插拔全部功能,，不具備以上所列第3，4條目中的功能,。當(dāng)您將ET200M從站上的模塊拔出時(shí),，CPU不停機(jī)，主CPU,、備用CPU上的SF燈亮,，BUSF燈閃爍，ET200M從站上的2塊IM153-2模塊的SF燈亮,，BF燈閃爍,，該ET200M從站上所有模塊的I/O值被清0，S7-300主站失去對(duì)該ET200M從站的控制能力,。當(dāng)您再次將模塊插入到ET200M站上時(shí),，系統(tǒng)從主CPU切換到備用CPU，SF,、BUSF,、BF燈熄滅，軟冗余系統(tǒng)重新回到正常運(yùn)行狀態(tài),。

      若要在軟冗余系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)熱插拔的4項(xiàng)功能,，必須使用S7-400作為軟冗余系統(tǒng)的主站。

      4.S7-400作為PROFIBUSDP主站下掛DP從站ET200M,、ET200S,、ET200iS，支持熱插拔功能,；（ET200M作從站時(shí)需要使用有源總線底板,，如下說(shuō)明）

      5.S7-400CPU直接帶I/O模塊的方式支持熱插拔。

      S7-400系統(tǒng)由于很好的電磁兼容性和抗沖擊,、耐震動(dòng)性能,，因而能限度的滿足各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，模板能夠帶電插,、拔,，當(dāng)S7-400機(jī)架上插入或取出模板時(shí)，都會(huì)在CPU中產(chǎn)生一個(gè)中斷信息，供客戶在用戶程序中對(duì)模板更換的動(dòng)作進(jìn)行相應(yīng)的處理,。

      三.ET200M的有源總線底板配置與說(shuō)明：

      ET200M是在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常使用的PROFIBUSDP分布式從站,，一個(gè)ET200M從站一般由導(dǎo)軌（S7-300系列通用導(dǎo)軌）、IM153接口模塊,、若干塊S7-300系列的模塊（PS電源模塊,、I/O模塊、CP通訊模塊,、FM功能模塊）組成：

  

      這樣的ET200M從站是不支持熱插拔功能的,。為了實(shí)現(xiàn)ET200M從站的熱插拔功能，我們需要對(duì)ET200M的硬件配置進(jìn)行一些調(diào)整,，通用導(dǎo)軌更換成帶有有源總線模板的導(dǎo)軌,，下圖向您展示了1個(gè)有源總線導(dǎo)軌和5個(gè)有源總線模板組裝后的情形：

  

      下圖比對(duì)了有源總線導(dǎo)軌與S7-300通用導(dǎo)軌的區(qū)別

  

      下圖展示有源總線導(dǎo)軌、有源總線模板和2個(gè)IM153-2接口模塊組裝后的情形：

      "Modulechangeduringoperation"(or"Insert/Removemodule")功能使得你能夠在系統(tǒng)下運(yùn)行過(guò)程中,，在ET200M站上帶電拔出或插入模板,，即熱插拔功能,。

      硬件要求:

      使用普通的S7-300導(dǎo)軌和U型總線連接器是不能實(shí)現(xiàn)熱插拔功能的,，您必須購(gòu)買有源總線底板，才能實(shí)現(xiàn)該功能,。另外,，您在配置時(shí)，必須使用MLFB6ES7153-1AA02-0B0版本以上的接口模塊,，因?yàn)樗С諨P協(xié)議的DPV1版本,，而MLFBIM153-1AA00-0B0模塊是不支持該功能的。目前您能夠購(gòu)買到的IM153接口模塊都支持熱插拔,，只有2-3年以前的IM153接口模塊不支持熱插拔,。

      注意:

      如果想知道你的模塊是否支持熱插拔功能，你可以在STEP7的HWConfig硬件組態(tài)窗口中的產(chǎn)品目錄里選擇對(duì)應(yīng)模塊,，閱讀窗口右下角對(duì)該模塊功能的描述.

      軟件要求：必須在STEP75.1版本以上進(jìn)行配置,；

      如果您采用S7-400CPU或S7-400CP作為DP主站，那么您可以直接在IM153的屬性窗口的"OperatingParameters"標(biāo)簽頁(yè)里配置熱插拔功能,。如下圖所示：

  

      關(guān)于ET200M站

      關(guān)于ET200M站"Modulechangeduringoperation"（運(yùn)行中更換模塊）功能實(shí)現(xiàn)的說(shuō)明：

  

      STEP1：在STEP7的硬件組態(tài)窗口的PROFIBUSDP目錄中選擇相應(yīng)IM153模塊,，可以看出該模塊支持“moduleexchangeinopration”（熱插拔）；

      STEP2：將IM153模塊拖到PROFIBUS總線上,；

      STEP3：選擇I/O模塊,，插入到ET200M站的各個(gè)槽位中；

      STEP4：雙擊ET200M站,，打開(kāi)屬性窗口,，選中“Replacemodulesduringoperation“(熱插拔)選項(xiàng)；

      STEP5：屬性窗口中提供了ET200M站熱插拔功能所需的有源總線導(dǎo)軌的訂貨號(hào)；

      STEP6：屬性窗口中提供了該型號(hào)IM153,，插入的I/O模塊對(duì)應(yīng)使用的有源總線底板的訂貨號(hào),；

      除了以上的硬件組態(tài)之外，還要向S7-400中下載OB82,、OB83,、OB84、OB85,、OB86,、OB87、OB121,、OB122等組織塊,。當(dāng)ET200M從站上進(jìn)行模塊的熱插拔時(shí)，中斷組織塊OB83,，OB85,，OB122被調(diào)用。

      如果你采用S7-300CPU或CP342-5作為DP主站,，那么您只能夠通過(guò)安裝GSD文件的方式將IM153模塊組態(tài)成DP從站,，并雙擊IM153，打開(kāi)它的屬性窗口,，進(jìn)行設(shè)置,。否則您在STEP7的硬件組態(tài)窗口中直接將PROFIBUSDP目錄ET200M文件夾下IM153模塊掛在PROFIBUS總線上，如下圖：

  凈收入30.58億歐元,。其中80%的銷售額來(lái) 自德國(guó)境外,。  西門子是一家大型公司
  ，其業(yè)務(wù)遍及 190多個(gè),，在全擁有 大約600家工廠,、研發(fā)中心和銷售辦事處
  。公司的業(yè)務(wù)主要集中于6大領(lǐng)域：信 息和通訊,、自動(dòng)化和控制,、電力、交通,、和照明,。
  西門子的 業(yè)務(wù)運(yùn) 營(yíng)分別由13個(gè)業(yè)務(wù)集團(tuán)負(fù)責(zé)，其中包括西門子財(cái)務(wù)服務(wù)有限公司和西門子房地 資產(chǎn)集團(tuán)
  ,。此外,，西門子還擁有兩家合資企業(yè)--博世－西門子家用電器集團(tuán) 和富士通西門子計(jì)算機(jī)（控股）公司

  
  圖1 SIWAREX集成化解決方案替代稱重變送器/儀表

  EMC即電磁兼容性，描述了電氣設(shè)備在特定的電磁下,，既不受到電磁的影響,，也不會(huì)對(duì)周圍產(chǎn)生影響的能力,。在安裝之前，一定要執(zhí)行EMC設(shè)計(jì)規(guī)范,，分析各種可能存在的源,。

  電磁可以通過(guò)以下幾種到控制和稱重模塊的正常工作：
  （1） 電磁場(chǎng)直接作用于控制；
  （2） 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線引入,，如PROFIBUS DP,；
  （3） 通過(guò)電纜引入；
  （4） 通過(guò)電源或者保護(hù)地引入,；

  根據(jù)傳輸介質(zhì)（導(dǎo)電還是非導(dǎo)電）以及源與設(shè)備之間的距離,，可以通過(guò)四種耦合到控制：
  （1） 電導(dǎo)耦合
  （2） 電容耦合
  （3） 電感耦合
  （4） 輻射耦合

  安裝接線注意事項(xiàng)

  原則1：接地面積要大
  安裝自動(dòng)化設(shè)備時(shí)，不可動(dòng)的金屬部件要接地,，接地面積要大,，接地電阻要小，比如通過(guò)扁鋼,、銅排,、截面積比較大的電纜等。噴漆或者陽(yáng)極化處理的金屬部件,，通過(guò)螺絲接地時(shí),，需要通過(guò)專門的接地片或者去掉面的防腐層。因?yàn)殇X很容易氧化,，不適宜作為接地材料,。

  
  圖2 接地銅排及電纜

  原則2：電纜敷設(shè)要分類
  在敷設(shè)電纜時(shí),，將其按照主電源線,、電源線、線,、現(xiàn)場(chǎng)總線等進(jìn)行分類,，電源線與線一定要走不同的穿線管或者走線槽，線盡可能貼著支撐梁,、金屬導(dǎo)軌,、機(jī)柜背板等走線。

  
  原則3：等電勢(shì)體
  創(chuàng)建等電勢(shì)體,，并將內(nèi)的所有電氣設(shè)備都通過(guò)等電勢(shì)體連接到大地,。對(duì)于防爆應(yīng)用，必須建立等電勢(shì)體,。

  
  原則4：電纜屏蔽層要連接
  稱重模塊與傳感器之間推薦使用西門子提供的電纜,，如圖3所示。
  電纜型號(hào)：Li2Y 1 x 2 x 0.75 ST + 2 x (2 x 0.34 ST) – CY
  訂貨號(hào)： 非防爆 7MH4702-8AG 防爆 7MH4702-8AF
  注意：如果使用第三方電纜,，請(qǐng)使用兩兩雙絞屏蔽,，外面還要有一層總屏蔽的雙屏蔽電纜：

  
  圖3 稱重模塊與傳感器之間連接電纜

  當(dāng)傳感器與稱重模塊之間距離很遠(yuǎn)時(shí),，在有等電勢(shì)體的前提下，建議屏蔽層在接線盒和模塊處均大面積接地,，如下圖所示：

  在模塊側(cè)電纜的屏蔽層壓直接壓在屏蔽安裝單元上,，如下圖所示：

  
  圖4 電纜屏蔽層的連接

  原則5 各種屏蔽連接單元的使用
  在稱重模塊側(cè)，稱重傳感器電纜的屏蔽層通過(guò)各種屏蔽連接元件與安裝背板或者導(dǎo)軌進(jìn)行大面積連接,。
  對(duì)于S7 200中使用的SIWAREX MS模塊其屏蔽連接端子如下圖所示,，訂貨號(hào)：6ES5728-8MA11，每包10個(gè),。

  
  圖5 SIWAREX MS屏蔽連接端子

  對(duì)于SIWAREX U,、SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模塊，屏蔽連接元件和屏蔽連接端子需要配合使用,，其中：
  屏蔽連接單元,，訂貨號(hào)：6ES7390-5AA00-0AA0，可供兩個(gè)SIWAREX U 使用,，（對(duì)于SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模塊一個(gè)連接單元只能連接一個(gè)模塊,。）
  屏蔽連接端子，訂貨號(hào)：6ES7390-5CA00-0AA0,，每包兩個(gè),，適合線徑為4 到13mm 的傳感器電纜。

  

  

  
  圖6 SIWAREX U/FTA/FTC屏蔽連接單元及端子

  對(duì)于SIWAREX CS模塊
  屏蔽連接元件,，訂貨號(hào)：6ES7193-4GA00-0AA0,，每包5個(gè)；
  屏蔽連接端子,，訂貨號(hào)：6ES7193-4GB00-0AA0,，每包5 個(gè)；

  
  圖7 SIWAREX CS屏蔽連接單元及端子

  屏蔽連接端子和單元組裝后,，如下圖所示：

  
  圖8 SIWAREX CS屏蔽連接單元及端子裝配圖

  原則6：接線盒的選擇
  當(dāng)一臺(tái)秤使用多個(gè)稱重傳感器時(shí),，傳感器電纜必須通過(guò)接線盒將電纜進(jìn)行并聯(lián)。西門子提供的接線盒,，有不銹鋼和鋁兩種材質(zhì),，外殼噴漆處理，如下圖所示,。盒子上面有4個(gè)進(jìn)線空,，下面有一個(gè)出線孔，即多允許四個(gè)傳感器并聯(lián),。
  訂貨號(hào)： 不銹鋼材質(zhì) 7MH4710-1EA 鋁材質(zhì) 7MH4710-1BA

  
  圖9 西門子稱重傳感器接線盒

  接線盒的電纜密封格蘭頭內(nèi)有4個(gè)金屬片,，當(dāng)電纜從該格蘭頭穿過(guò)時(shí)，電纜的屏蔽層通過(guò)四個(gè)金屬片壓緊,，并與金屬格蘭頭大面積,，而金屬格蘭頭與接線盒殼體是導(dǎo)通的,，這樣連到接線盒上的所有傳感器的屏蔽層通過(guò)金屬殼體導(dǎo)通，而且導(dǎo)通電阻非常小,。

  
  圖10 接線盒電纜密封格蘭頭

   

  
  圖11 電纜屏蔽層通過(guò)電纜密封格蘭頭內(nèi)金屬片壓緊圖

  在有等電勢(shì)體的情況下,，接線盒可以通過(guò)其接地端子進(jìn)行接地。該接地端子與電纜密封格蘭及殼體都是連通的,。

  
  圖12 接線盒接地端子西門子DP紫色通信電纜接頭

  注意：如果需用第三方接線盒,，要求接線盒的殼體及其電纜密封格蘭都必須是金屬的。

  EMC問(wèn)題通常會(huì)引起稱重模塊的SF指示燈亮或者重量顯示錯(cuò)誤,，通?？梢詸z查下列幾點(diǎn)：

  （1） 在稱重模塊側(cè)，電纜屏蔽層是否通過(guò)各種屏蔽連接元件接地,；
  （2） 在接線盒處,，電纜屏蔽層是否通過(guò)接線盒的金屬密封格蘭與接線盒連接，而不是將屏蔽層連接到內(nèi)部端子上,；
  （3） 稱重傳感器接地電纜,，截面積大于16mm2，這樣可以一定程度上防止現(xiàn)場(chǎng)電焊等操作造成傳感器過(guò)電流損壞,。如果從西門子采購(gòu),，該電纜訂貨號(hào)為7MH3701-1 AA1

  
  圖13 稱重傳感器接地電纜

  （4） 電纜屏蔽層接是否等電勢(shì)，等電勢(shì)體的截面積是否足夠大,。
  （5） 稱重模塊與傳感器之間的連接電纜與電源或者電機(jī)（尤其變頻器控制的電機(jī)）的動(dòng)力電纜距離是否太近了,。
  （6） 檢查控制柜中稱重模塊與變頻器或者它的的電纜太近了。
  （7） 繼電器,、開(kāi)關(guān)或者電磁閥門是否有保護(hù)電路,，或者保護(hù)電路是否工作正常。
  （8） 24V供電電源也可能引起模塊故障,。在這種情況下,，24V電源可以并聯(lián)穩(wěn)壓二極管,，1N6285的效果就很好,，擊穿電壓不高于34V。
  （9） 在某些特殊還可能用到濾波器,。經(jīng)過(guò)EPCOS的SIFI-B或D型濾波器效果很好,。如果故障來(lái)源于傳感器電纜，那么EXC,、SENSE和SIG各需要一個(gè)濾波器,。

  在使用OLM的時(shí)候考慮到光纖電纜的組態(tài)，這樣PROFIBUS總線的參數(shù)就被STEP 7重新計(jì)算并改變,。

  在使用OLM（光纖鏈路模塊）時(shí),，必須考慮到光纖電纜的組態(tài),。STEP 7會(huì)根據(jù)光纖電纜的組態(tài)重新計(jì)算PROFIBUS的參數(shù)。在這里,，必須使“時(shí)間間隙”適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模,，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸速率。 
  用戶必須改變PROFIBUS參數(shù),，因?yàn)殡娎|和網(wǎng)絡(luò)元件以及網(wǎng)絡(luò)元件的監(jiān)控機(jī)制會(huì)信息,。如果給“時(shí)間間隙”組態(tài)了一個(gè)太低的值，可能會(huì)OLM（LED會(huì)閃紅/綠燈）的功能錯(cuò)誤和錯(cuò)誤顯示,。